Les piles de combustible dels turismes ja són rendibles?

Fins fa poc, la tecnologia de piles de combustible només estava disponible per a aplicacions no comercials. Es va utilitzar, per exemple, en vols espacials, i l'enorme cost de produir 1 kW d'energia pràcticament va excloure el seu ús a més gran escala. Tanmateix, l'invent, dissenyat per William Grove, finalment va trobar una àmplia aplicació. Llegiu sobre les cèl·lules d'hidrogen i comproveu si us podeu permetre un cotxe amb aquest paquet d'energia!

Què és una pila de combustible?

És un conjunt de dos elèctrodes (ànode negatiu i càtode positiu) separats per una membrana de polímer. Les cèl·lules han de generar electricitat a partir del combustible que se'ls subministra. És important tenir en compte que, a diferència de les cèl·lules de bateries tradicionals, no necessiten subministrar electricitat per endavant, i la pila de combustible en si no requereix càrrega. La qüestió és subministrar-lo amb combustible, que en els aparells que es discuteixen està format per hidrogen i oxigen.

Piles de combustible - Disseny del sistema

Els vehicles de pila de combustible necessiten dipòsits d'hidrogen. És a partir d'ells on aquest element entra als elèctrodes, on es genera electricitat. El sistema normalment també està equipat amb una unitat central amb un convertidor. Converteix el corrent continu en corrent altern, que es pot utilitzar per alimentar un motor elèctric. És ell qui és el cor del cotxe, que treu la seva potència de les unitats actuals.

Piles de combustible i principi de funcionament

Perquè una pila de combustible generi electricitat, és necessària una reacció química. Per fer-ho, es subministren molècules d'hidrogen i oxigen de l'atmosfera als elèctrodes. L'hidrogen que es desprenen a l'ànode és la causa de la creació d'electrons i protons. L'oxigen de l'atmosfera entra al càtode i reacciona amb els electrons. La membrana de polímer semipermeable lliura protons d'hidrogen positius al càtode. Allà es combinen amb anions d'òxids, donant lloc a la formació d'aigua. D'altra banda, els electrons presents a l'ànode passen pel circuit elèctric per produir electricitat.

Pila de combustible - aplicació

Fora de la indústria de l'automòbil, la pila de combustible té moltes aplicacions. Es pot utilitzar com a font d'electricitat en llocs sense accés gratuït a la xarxa elèctrica. A més, les cèl·lules d'aquest tipus funcionen bé en submarins o estacions espacials on no hi ha accés a l'aire atmosfèric. A més, les piles de combustible alimenten robots mòbils, electrodomèstics i sistemes d'alimentació d'emergència.

Piles de combustible: avantatges i desavantatges de la tecnologia

Quins avantatges té una pila de combustible? Proporciona energia neta sense impactes negatius sobre el medi ambient. La reacció produeix electricitat i aigua (normalment en forma de vapor). A més, en situacions d'emergència, per exemple, durant una explosió o l'obertura d'un dipòsit, l'hidrogen, per la seva petita massa, s'escapa verticalment i crema en una estreta columna de foc. La pila de combustible també destaca pel que fa a l'eficiència ja que aconsegueix resultats en el rang del 40-60%. Aquest és un nivell inassolible per a les cambres de combustió, i recordem que aquests paràmetres encara es poden millorar.

Element hidrogen i els seus inconvenients

Ara unes paraules sobre les mancances d'aquesta solució. L'hidrogen és l'element més abundant a la Terra, però forma compostos amb altres elements molt fàcilment. No és fàcil obtenir-lo en estat pur i requereix un procés tecnològic especial. I aquest (almenys de moment) és molt car. Quan es tracta d'una pila de combustible d'hidrogen, el preu, malauradament, no és encoratjador. Pots conduir 1 quilòmetre fins i tot 5-6 vegades més que en el cas d'un motor elèctric. El segon problema és la manca d'infraestructures per a l'aprovisionament d'hidrogen.

Vehicles de pila de combustible: exemples

Parlant de cotxes, aquí hi ha alguns models que funcionen amb èxit amb piles de combustible. Un dels vehicles de pila de combustible més populars és el Toyota Mirai. Es tracta d'una màquina amb dipòsits amb una capacitat de més de 140 litres. Està equipat amb bateries addicionals per emmagatzemar energia durant la conducció tranquil·la. El fabricant afirma que aquest model de Toyota pot recórrer 700 quilòmetres en una benzinera. Mirai té una potència de 182 CV.

Altres vehicles de pila de combustible necessaris per generar electricitat inclouen:

• Lexus LF-FC;
• Honda FCX Clarity;
• Nissan X-Trail FCV (vehicle de pila de combustible);
• Toyota FCHV (vehicle híbrid de pila de combustible);
• pila de combustible Hyundai ix35;
• Autobús elèctric de pila de combustible Ursus City Smile.

La cèl·lula d'hidrogen té l'oportunitat de demostrar-se a la indústria de l'automòbil? La tecnologia per generar electricitat a partir de piles de combustible no és nova. No obstant això, és difícil popularitzar-lo entre els turismes sense un procés tecnològic barat per obtenir hidrogen pur. Fins i tot si els vehicles de pila de combustible es posen a la venda al públic en general, encara poden quedar enrere en termes de rendibilitat per al conductor mitjà. Per tant, els vehicles elèctrics tradicionals continuen sent l'opció més interessant.